Un team di studiosi dell'Università di Berna ha messo a punto un metodo rapido per produrre una versione sintetica di Sars-Cov-2, il virus che causa Covid-19.

La ricerca è pubblicata su 'Nature' e ha permesso di generare una copia sintetica del virus in circa una settimana. Secondo il team, potrà aiutare i ricercatori a sviluppare diagnosi, trattamenti e vaccini mirati.

Gli epidemiologi dell'Istituto di medicina sociale e preventiva (ISPM) dell'Università di Berna avevano già calcolato la diffusione del coronavirus a gennaio. I risultati di questo studio sono stati inviati prima della pubblicazione all'OMS, dove sono stati utilizzati per valutare la situazione globale.

"Abbiamo replicato il virus nel giro di una settimana", afferma il professor Volker Thiel dell'Istituto di virologia e immunologia. I ricercatori hanno utilizzato un sistema di cellule di lievito sviluppato a Berna che ha dimostrato per la prima volta il suo valore in una situazione epidemica. "Abbiamo ottimizzato questo sistema per permetterci di clonare rapidamente coronavirus e altri virus", aggiunge il professor Jörg Jores dell'Istituto di batteriologia veterinaria dell'Università di Berna. Il metodo Berna consente una risposta rapida ai virus nuovi e in rapida diffusione e alle loro caratteristiche in tempo reale, ad esempio durante un'epidemia.

I ricercatori e le aziende farmaceutiche di tutto il mondo stanno lavorando sotto un'intensa pressione per testare i campioni in modo più efficiente e sviluppare vaccini. I virus sintetici clonati a Berna rappresentano un importante passo avanti nella diagnosi dei campioni dei pazienti e nello sviluppo di nuovi agenti antivirali. I virus sono difficili da clonare: sono più piccoli anche dei batteri più piccoli ed estremamente variabili. "Il nostro sistema modello che utilizza cellule di lievito mostra che è ideale per ricostruire coronavirus e altri virus", spiega il professor Thiel. "Questo progresso tecnico dimostra che l'Università di Berna è in prima linea nella ricerca sul coronavirus", commenta il professore Christian Griot, capo dell'IVI. 

I risultati provvisori dello studio, che ha anche attirato l'interesse dell'Organizzazione mondiale della sanità (OMS), erano già disponibili per la discussione scientifica su un server di prestampa. I risultati finali sono stati ora pubblicati sulla rivista Nature. Il gruppo del professor Thiel ha supportato molti dei laboratori diagnostici del mondo, fornendo cloni sintetici, consentendo test più rapidi e accurati dei campioni di corona. I ricercatori di Berna hanno ricevuto richieste di aziende e colleghi ricercatori, per testare potenziali agenti antivirali sui cloni nel laboratorio ad alta sicurezza.  

La ricostruzione dei virus in laboratorio è uno strumento utile per studiare i patogeni implicati nelle epidemie: potrebbe essere necessario molto tempo prima che i campioni virali vengano consegnati alle strutture di ricerca o potrebbe essere considerato troppo pericoloso trasportare questi agenti patogeni. Molti virus possono essere replicati usando Escherichia coli, ma i coronavirus sono troppo grandi per essere facilmente clonati con questi batteri. Il lievito può essere usato come metodo alternativo per mettere insieme un genoma virale sintetico, una tecnica che Volker Thiel, Joerg Jores e colleghi dell'Università di Berna hanno adattato per produrre una versione sintetica di Sars-Cov-2.

Gli autori hanno usato come modello le sequenze del genoma Sars-Cov-2 rilasciate all'inizio di gennaio dalla Cina. Poi hanno diviso il genoma in dodici frammenti sovrapposti e hanno ordinato quattordici brevi sequenze di Dna sintetico di coronavirus ad una società di biotecnologie. L'intenzione era quella di ricombinare i segmenti per ricreare le sequenze del genoma di Sars-Cov-2, sebbene due dei frammenti non fossero disponibili.

Tuttavia, i ricercatori hanno ottenuto campioni da un paziente elvetico positivo al nuovo coronavirus, cosa che ha permesso loro di produrre i pezzi mancanti. Sono stati realizzati e perfezionati dei cloni per generare un genoma sintetico di Sars-Cov-2 che ricorda da vicino il campione del paziente, sebbene siano state osservate alcune differenze nella sua replicazione.

Il virus sintetico, spiegano gli autori, è stato generato una settimana dopo aver ricevuto i frammenti di Dna. La velocità di questo approccio rende questo sistema un'alternativa interessante per fornire virus infettivi alle autorità sanitarie e ai laboratori diagnostici senza la necessità di avere accesso diretto ai campioni clinici, concludono gli autori.

Come è stato clonato il coronavirus

Come i parassiti, i virus dipendono da una cellula ospite per riprodursi: invadono le cellule del corpo e le riprogrammano per produrre nuovi virus. Fuoriescono dalla cellula e si diffondono ulteriormente, ad esempio per infezione da goccioline (tosse o starnuti). Nel modello di Berna, parti del genoma del coronavirus sono stati prodotte da DNA sintetico e poi riassemblate in cellule di lievito, usando un processo noto come ricombinazione associata alla trasformazione (TAR).

Il risultato è un cromosoma di lievito artificiale, su cui sono memorizzate le informazioni genetiche del virus. L'RNA infettivo è stato quindi prodotto in vitro (senza cellule di lievito), utilizzando il catalizzatore T7 RNA polimerasi. L'RNA risultante è stato introdotto nelle cellule animali, dove si sono moltiplicati i nuovi coronavirus sintetici: sono stati creati i cloni.

Tran Thi Nhu Thao, Fabien Labroussaa, Nadine Ebert, Philip V’kovski, Hanspeter Stalder, Jasmine Portmann, Jenna Kelly, Silvio Steiner, Melle Holwerda,  Annika Kratzel, Mitra Lovelin Gultom, Laura Laloli, Manon Wider, Valentina Cippà, Silvia Crespo-Pomar, Simon Schröder, Doreen Muth, Daniela Niemeyer, Marcel A. Müller, Christian Drosten, Ronald Dijkman, Joerg Jores, Volker Thiel: Rapid reconstruction of SARS-CoV-2 using a synthetic genomics platform. Nature, 4. Mai 2020, https://www.nature.com/articles/s41586-020-2294-9

info: http://www.salutedomani.com/results/coronavirus